徐初標(biāo)
【摘要】本文通過分析具體的例子來介紹“解決一元一次方程的十大對(duì)策”(下文介紹),目的就是讓學(xué)生在掌握這些思想方法與解題技巧后,可以更深刻地理解和領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,真正把握住數(shù)學(xué)知識(shí)的脈搏,在不知不覺中培養(yǎng)能力,提升自身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】例說 解決 一元一次方程 十大對(duì)策
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2017)01-0161-02
一元一次方程是初中代數(shù)的重要內(nèi)容,也是學(xué)習(xí)方程、函數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。眾多的報(bào)刊也都介紹過解決一元一次方程問題的方法和技巧,但要使學(xué)生真正能運(yùn)用這些方法和技巧來解決一元二次方程的問題,并非易事,若能找到解決問題的載體,使一些常用的思想方法、解題技巧等能夠進(jìn)一步靈活運(yùn)用,做到“解一題,通一律”,則對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān),必然會(huì)有較大的幫助。本文筆者就舉例來說說解決一元一次方程問題的十大對(duì)策,與同行交流。
一、等價(jià)轉(zhuǎn)化,無中生有。
在數(shù)學(xué)解題中,經(jīng)常會(huì)碰到這樣的情形:當(dāng)你無法直接解決一個(gè)問題時(shí),你就會(huì)想,這個(gè)問題可否等價(jià)轉(zhuǎn)化為另一個(gè)問題來解決,下面這個(gè)例子就是這種情形。
例1(2014溫州市七年數(shù)學(xué)針對(duì)性訓(xùn)練)當(dāng)x取何值時(shí),代數(shù)式與x-2是互為相反數(shù)。
取一個(gè)未知數(shù)x的值,使得與x-2互為相反數(shù)是非常困難的,但是如果把這個(gè)問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)方程+(x-2)=0(或=-(x-2)),那就容易多了,這種問題之間的等價(jià)轉(zhuǎn)化,在數(shù)學(xué)的解題中,應(yīng)用的頻率也是非常高的。
二、縮小范圍,關(guān)門捉“賊”。
這是浙教版老教材第五章第一節(jié)的一個(gè)例題(例2):一名射擊運(yùn)動(dòng)員,兩次射擊的成績(jī)都是整數(shù),平均成績(jī)?yōu)?.5環(huán),其中第二次成績(jī)?yōu)?環(huán),問第一次成績(jī)是多少?
當(dāng)然,這個(gè)問題比較簡(jiǎn)單,可以用算術(shù)解,如果用方程來做,可以直接設(shè)第一次射擊的成績(jī)?yōu)閤環(huán),則得到方程=6.5,要解出x的值,方法較多,由于考慮到實(shí)際問題,在射擊運(yùn)動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目中,每次射擊的成績(jī)是整數(shù)環(huán),且第二次成績(jī)是9環(huán),所以可先估計(jì)x的范圍:0≤x≤6,且x為整數(shù),然后取x=0,1,2,3,4,5,6。接著把這些值分別代入方程 =6.5的左邊,求代數(shù)式的值就可以了。(列表求值)
x 0 1 2 3 4 5 6
4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5
由表格可知,x=4是=6.5的解。
由此,我們也可以得出解決一元一次方程的一種不常用的好方法——列表舉例,其本質(zhì)是根據(jù)題意縮小自變量的范圍,起到“關(guān)門捉‘賊”的作用。
三、正難則反,圍“魏”救“趙”。
例3:已知5x+3=8x-2與這兩個(gè)方程的解是互為相反數(shù),求a的值。
在解數(shù)學(xué)題目時(shí),有時(shí)正面去解決一個(gè)問題比較困難,這時(shí)我們便可以從它的反面入手,先去解決其他一些問題,最后就可以得到我們所要的結(jié)果,下面是這個(gè)例題就體現(xiàn)了這樣一種策略。
對(duì)于這個(gè)題目,正面去解,將5x+3=8x-6解出x=3,而 可以得到,再由題意可知,,解得a=29。
若先將方程5x+3=8x-6解出x=3,然后再去考慮這兩個(gè)方程的解之間的關(guān)系(互為相反數(shù)),則這個(gè)題就迎刃而解了(只要把x=3代入就到了)。
上面的例子告訴我們:“正難則反,圍‘魏救‘趙”這一種策略值得使用。
四、適時(shí)換元,“金蟬”脫“殼”。
例4:方程26-5()=8()的解是x=。(自編題)
這是一道看似比較繁瑣,其實(shí)比較容易的一元一次方程的求解題,若按常規(guī)解法,去掉括號(hào)解方程,不僅計(jì)算量較大,而且所得結(jié)果也不一定正確。但你只要仔細(xì)觀察方程,就可以發(fā)現(xiàn)括號(hào)中系數(shù)雖然較大,但方程中這個(gè)代數(shù)式如果設(shè)為另一個(gè)未知數(shù)y。此時(shí)方程可變?yōu)?6-5y=8y,從而就很容易求出y的值,然后將y的值回代入y=,最終就可以求出x的值。
上面這類題目讓我們明白一個(gè)道理:適時(shí)換元,可如金蟬脫殼般得出結(jié)果。
五、分離變量,隔“岸”觀“火”。
例5:當(dāng)a,b分別為多少時(shí)?方程為一元一次方程。(自編題)
這個(gè)方程在形式上是一元二次方程,要使它是一個(gè)一元一次方程,那我們就應(yīng)該想到一般一元一次方程的一般形式,根據(jù)一元一次方程一般形式,我們就有了兩種思考方法:其一,方程他兩邊對(duì)比系數(shù)可得,當(dāng)a=3,且b≠-1,方程就是一個(gè)一元一次方程。其二,通過移項(xiàng),將方程中所有的項(xiàng)都放在等號(hào)的左邊:,左邊進(jìn)行變量分離之后得到:,根據(jù)一元一次方程的一般形式,就可以得出而a=3,且b≠-1時(shí),方程就成為一個(gè)一元一次方程。
上述例子,可以告訴我們:解一元一次方程相關(guān)的一些題目可先通過分離變量,然后進(jìn)行方程左右兩邊分?jǐn)?shù)對(duì)比,很快就得出所要求的答案。
六、消除根源,“釜”底抽“薪”。
例6:解方程(自編題)
在學(xué)習(xí)去分母解一元一次方程時(shí),同學(xué)們常常會(huì)遇到分母是小數(shù)的方程,這時(shí)許多同學(xué)都會(huì)感到無從下手,也常常因不理解而出錯(cuò)。其實(shí)這個(gè)問題可用多種方法去解決:
方法一:利用分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)將各小數(shù)分母逐步化為整數(shù),然后去分母。
方程轉(zhuǎn)化為:
方法二:利用等式性質(zhì)2,將各個(gè)分母是小數(shù)的同時(shí)化為分?jǐn)?shù),然后再去分母。
解方程可轉(zhuǎn)化為:(方程兩邊同時(shí)乘以1/10)
方法三:利用式性質(zhì)2,方程兩邊同時(shí)分別乘以0.3與0.2的一個(gè)合適的倍數(shù),可接去分母。
即
方法四:利用分?jǐn)?shù)的意義(分?jǐn)?shù)線相當(dāng)于符號(hào))改等成帶括號(hào)的形式。
解方程轉(zhuǎn)化為:
即
當(dāng)然,如果學(xué)生自己能想到上述四種方法的幾種,那是自然不過的,反之,要得出上述的這些方法,老師的引導(dǎo)就起著關(guān)鍵性作用,一旦找到了消除分母是小數(shù)的方法后,老師就可以放開手腳,留給學(xué)生自己去解決,應(yīng)該說沒有問題。這就是“消除根源,‘釜底抽‘薪”的解題策略。
七、巧設(shè)方程,“混水”摸“魚”。
每次教應(yīng)用題時(shí),不僅老師教得非常辛苦,學(xué)生學(xué)得也很頭痛,而且效果也不太理想。
例7:小敏和小強(qiáng)假期到某廠參加社會(huì)實(shí)踐,該廠用白板紙做包裝盒,設(shè)計(jì)每張白板紙做盒身2個(gè)或做盒蓋3個(gè),且1個(gè)盒身和2個(gè)盒蓋恰好做成一個(gè)包裝盒,為了充分利用材料,要求做成的盒身和盒蓋正好配套,為了不浪費(fèi)的板紙,請(qǐng)你對(duì)該廠購(gòu)白板紙的張數(shù)n提一條合理化的建議。(根據(jù)作業(yè)本改編)
首先,這個(gè)題目比較長(zhǎng),再則題中涉及的量較多,這樣一來關(guān)系也就比較復(fù)雜了,那么,我們?nèi)绾稳ソ鉀Q呢?讀完題目之后,我們得到的主要信息是:無論盒身,還是盒蓋都是由白板紙做成的,且不浪費(fèi)白板紙,說明這幾張白板紙卻應(yīng)該用完,這n張白板紙中,一部分用來做盒身,剩下的另一部分做盒蓋,并且還知道每張白板紙做盒身2個(gè)或做盒蓋3個(gè),且1個(gè)盒身和2個(gè)盒蓋做成一個(gè)包裝盒,若知道了這些信息,就不難去設(shè)一個(gè)數(shù)量了(可設(shè)x張白板紙做盒身,(n-x)張白板紙做盒蓋),然而利用1個(gè)盒身和2個(gè)蓋身做一個(gè)包裝這關(guān)系,可列方程:,對(duì)于這條方程,雖然與我們要解決的問題還有一定的距離,但通過一定的變化可得7x=3n,由于考慮到n,x卻是正整數(shù),我們可以購(gòu)買的白板紙的張數(shù),只要是7的倍數(shù)就不會(huì)浪費(fèi)。
上述的例子讓我們深有體會(huì):當(dāng)一個(gè)問題涉及的量大,關(guān)系比較復(fù)雜時(shí),我們?nèi)裟芡ㄟ^深刻地分析,然后巧設(shè)一個(gè)方程,再經(jīng)過一定邏輯推理,就可以找到我們所需要的答案。這就是“巧設(shè)方程,‘混水摸‘魚”這一解題策略。
八、整體思想,瞞“天”過“?!薄?/p>
例8:解方程
這個(gè)題目在前面我們已經(jīng)講到過,用的是換元的思想對(duì)解題過程作了一定的分析,現(xiàn)在又用另一種思想去考慮它,觀察這個(gè)方程的特征,方程的左邊與右邊中都有()這一塊,我們可以把它看成一個(gè)整體,通過移項(xiàng)后進(jìn)行合并,則可得方程。
通過這樣變形真巧,發(fā)現(xiàn)-26被-13整除,所以,即,從而可得。
可見,運(yùn)用整體思想可以悄然地得出這個(gè)方程的解。
九、變更主元,反“客”為“主”。
在有幾個(gè)變?cè)膯栴}中,常常有一個(gè)或(幾個(gè))變?cè)幱谥饕匚?,我們不妨稱之為主元。由于思維定勢(shì)的影響,人們?cè)诮鉀Q這一類型問題時(shí),總是緊緊抓住主元不放,一般情況下這是正確的。但有些情況下,如果變更主元,即把某個(gè)處于次要地位的未知數(shù)突現(xiàn)出來,常常能取得出人意料的效果。例如,已知解x的方程(a為整數(shù))的解為正整數(shù),求a的值。(例9)(自編題)
我們可以將先變?yōu)橐驗(yàn)榉匠套筮叺扔?,所以a-4不可能為零,則可得,由題意知,x為正整數(shù),且a為整數(shù),這就轉(zhuǎn)化為對(duì)a-4進(jìn)行討論,從而可得a-4=1或2或4,最后a=5,6或8.
上述的例子就是一種“變更主元,反客為主”的解題策略。
十、合理選法,“走”為上策。
例10:一標(biāo)志性建筑的底面是正方形,在其四周鋪上花崗石,形成一個(gè)邊寬為3.2米的正方形方框。(如圖),已知鋪這個(gè)框恰好用了144塊,邊長(zhǎng)為0.8米的正方形花崗石(接縫忽略不計(jì)),問標(biāo)志性建筑的底面邊長(zhǎng)是多少米?
這是一道應(yīng)用題,首要問題是老師如何引導(dǎo)學(xué)生讀懂題意,知道題中涉及哪些量和它們的關(guān)系,然后設(shè)元(通過設(shè)底面的邊長(zhǎng)為x米)讓學(xué)生用x的數(shù)式表示出陰影部分的面積。
通過交流,我們可以得到以下幾種方法。
方法一:大正方形的面積減去小正方形的面積
=0.8×0.8×144
方法二:分割成四個(gè)梯形,求和
=0.8×0.8×144
方法三:如圖分割成四個(gè)長(zhǎng)方形,求和
4×3.2×=0.8×0.8×144
方法四:如圖分割成四個(gè)長(zhǎng)方形,求和
=0.8×0.8×144
雖然我們想到這么多的方法是一件不容易的事,但是有時(shí)選擇一種較簡(jiǎn)單的方法更為重要。方法一:=0.8×0.8×144這條方程,對(duì)于七年級(jí)學(xué)生說是沒有能力解的。對(duì)比之下,這四種方法中,方法三最容易理解,因此,課本中也就使用了這種方法來解題。由此可見,有時(shí)解決一個(gè)問題的方法有很多種,但選擇一種合理的方法,才是上策。
以上,我用具體的例子來闡述解決一元一次方程的十大對(duì)策。盡管這些對(duì)策不能解決一元一次方程的全部問題。但是,學(xué)生掌握了這些思考方法和解題技巧后,不僅可以更加深刻地理解和領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系,而且也在不知不覺中提升了數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]孫武.《孫子兵法與三十六計(jì)》萬卷出版公司2008-1-1.
[2]《溫州市初一數(shù)學(xué)針對(duì)性訓(xùn)練》.